DE102008061495A1 - Integrated control and monitoring system for production and quality assurance processes in production lines with processing stations and / or tools - Google Patents
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Abstract
In einem Kontroll- und Leitsystem für Fertigungs- und Qualitätssicherungsprozesse in Produktionslinien mit mehreren Bearbeitungsstationen und/oder Werkzeugen zum Ausführen jeweiliger Qualitätssicherungs- oder Fertigungsvorgänge haben die Bearbeitungsstationen oder Werkzeuge jeweils wenigstens einen Sensor zur Erfassung von Messwerten wenigstens einer Messgröße des Qualitätssicherungs- oder Fertigungsvorgangs an einem Produkt, und einen Sender/Empfänger zum Aussenden in dem Qualitätssicherungs- oder Fertigungsvorgang erfasster Messwerte unmittelbar nach deren Erfassen zumindest in Nahezu-Echtzeit über eine Kommunikationsstrecke an eine Auswertungsstation und zum Empfangen von Rückmeldungen von der Auswertungsstation. Die Auswertungsstation hat einen Datenprozessor und einen Datenspeicher, und der Auswertungsstation sind eine Dokumentations-Programmkomponente, um im Qualitätssicherungs- oder Fertigungsvorgang erfasste Messwerte wenigstens einer Messgröße strukturiert zu dokumentieren, eine Klassifizierungs- und Auswertungs-Programmkomponente, um unmittelbar nach dem Empfang der Messwerte über die Kommunikationsstrecke zumindest in Nahezu-Echtzeit diese zu klassifizieren und auszuwerten und um abhängig von deren Klassifizierung und Auswertung wenigstens eine Prozessbeeinflussungs- oder Prozessbenachrichtigungsmaßnahme abzuleiten, und ein Sender/Empfänger zugeordnet, um zumindest in Nahezu-Echtzeit über die Kommunikationsstrecke eine entsprechende Nachricht mit der ...In a control and guidance system for manufacturing and quality assurance processes in production lines with multiple processing stations and / or tools for performing respective quality assurance or manufacturing operations, the processing stations or tools each have at least one sensor for acquiring readings of at least one measure of quality assurance or manufacturing operation on one Product, and a transmitter / receiver for transmitting in the quality assurance or manufacturing process detected measurements immediately after their capture at least in near real time via a communication link to an evaluation station and for receiving feedback from the evaluation station. The evaluation station has a data processor and a data memory, and the evaluation station is a documentation program component for structured documentation of measured values of at least one measured variable recorded in the quality assurance or production process, a classification and evaluation program component, immediately after receipt of the measured values via the Communication line at least in near real time to classify and evaluate them and to derive at least one process influencing or process notification measure depending on their classification and evaluation, and assigned a transmitter / receiver to at least in near real time over the communication link a message with the .. ,
Description
Hier wird ein Leit- und Kontrollsystem für Fertigungs- und Qualitätssicherungsprozesse in Produktionslinien mit Bearbeitungsstationen und/oder Werkzeugen beschrieben. Ein Fertigungsprozess kann dabei ein Montagevorgang, oder eine Betriebsstoffbefüllungsvorgang, sowie Mess- und Prüfvorgang, oder dergl. sein. Die Bearbeitungsstationen und/oder Werkzeuge sind zum Beispiel Schraub-, Klebe-, Niet- oder Clipsanlagen, oder auch Messgeräte zur Qualitätssicherung wie Drehmomentschlüssel, Drehwinkelmessschlüssel, Wegmesstaster, Druckmessgeräte, oder Geräte zur Messung anderer physikalischer oder elektrischer Größen. Das Leit- und Kontrollsystem dient hierbei dazu, die Prozesse in den Produktionslinien zu steuern und/oder zu regeln.Here becomes a control and monitoring system for production and quality assurance processes in production lines with processing stations and / or tools described. A manufacturing process can be an assembly process, or a fuel filling process, as well as measuring and Inspection process, or the like. Be. The processing stations and / or tools are, for example, screw, adhesive, rivet or Clipsanlagen, or also measuring instruments for quality assurance like torque wrench, rotation angle measuring key, Distance measuring probes, pressure gauges, or devices for Measurement of other physical or electrical quantities. The control and monitoring system serves to control the processes in to control and / or regulate the production lines.
Hintergrund und Stand der TechnikBackground and state of the art
Die Atlas Copco Tools Central Europe GmbH bietet Systeme an, die z. B. ein drehmoment- oder drehwinkelgesteuertes Abschalten, ein Überwachen der Bedienung inklusive Zykluskontrolle gegen vergessene Schrauben sowie das Überwachen der Verbindung selbst erlaubt. Wie weit Anziehparameter über- oder unterschritten werden, zeigen die Informationssysteme z. B. auch an dem Impulsschrauber an. Mit dem Kleinschrauber Tensor SL der Atlas Copco Tools Central Europe GmbH lassen sich sicherheits- und funktionskritische Verbindungen dokumentierbar anziehen. Weiterhin werden Akkuschrauber mit einer Bluetooth-Funkschnittstelle zur Qualitätssicherung angeboten. Über Funk werden Prozesssignale wie i. O. und n. i. O., (N. i. O. = Nicht in Ordnung), (i. O. = in Ordnung) aber auch die gemessenen Drehmoment und Drehwinkelwerte, die Anzahl der erledigten Verschraubungen sowie die Schraubzeiten an eine Prozess-Steuerung geleitet. Die Prozess-Steuerung kann die ausgeführten Verschraubungen zählen und das Förderband einer Produktionslinie zum Beispiel für einen Takt freigeben.The Atlas Copco Tools Central Europe GmbH offers systems that B. a torque or rotation angle controlled shutdown, monitoring the Operation including cycle control against forgotten screws as well monitoring the connection itself allows. How far Tightening parameters are exceeded or fallen below show the information systems z. B. also on the impulse wrench. With the Tensor SL small screwdriver from Atlas Copco Tools Central Europe GmbH can be safety and functional critical connections donate documentable. Furthermore, cordless screwdrivers with a Bluetooth radio interface offered for quality assurance. Become radio Process signals such as i. O. and n. I. O., (N. i.O. = Not in order), (i.O. = in order) but also the measured torque and rotational angle values, the number of completed fittings and the screwing times directed to a process controller. The process control can be the executed glands and the conveyor belt release a production line, for example, for one measure.
Im Rahmen industrieller Fertigung in Produktionslinien mit Bearbeitungsstationen und/oder Werkzeugen werden so bereits heute durch unterschiedliche Prozesse Ergebnisdaten von Produktionsüberprüfungen oder Qualitätskontrollmaßnahmen generiert und in verschiedenen Datenbanken zusammengeführt. Durch die Vielzahl der Prozesse und Daten ist eine Auswertung nur mit hohem Personalaufwand möglich. Hersteller, also Betreiber der Produktionslinien, müssen daher auf eine gesamtheitliche Bewertung der Prozesse verzichten und beschränken sich in der Regel auf Einzelaktionen bei auftretenden Abweichungen, die zufällig oder erst beim Anwender des Produktes erkannt werden.in the Framework of industrial production in production lines with processing stations and / or tools are so already today by different Processes result data from production checks or quality control measures generated and merged into different databases. By the Variety of processes and data is an evaluation only with high Personnel expenses possible. Manufacturer, ie operator of Production lines, therefore, need to be holistic Assessment of the processes waive and are confined to usually on individual actions when deviations occur, the coincidentally or only recognized by the user of the product become.
Eine statistische Prozesskontrolle (SPC) zum vollständigen Abdecken einer Produktionslinie kann in der Praxis nicht durchgeführt werden, da sie mit den bestehenden Systemen einen wirtschaftlich nicht vertretbaren Aufwand bedeutet. Im Ergebnis es gibt keine flächendeckende Auswertung von laufenden Prozessen einer Produktionslinie. Diese Situation führt dazu, dass in der Produktionsrealität bei Fehlern im Produktionsprozess oft keine oder nur verspätete Korrekturmaßnahmen eingeleitet werden können.A statistical process control (SPC) for full coverage a production line can not be carried out in practice since they are not economically viable with existing systems reasonable effort means. As a result, there is no nationwide coverage Evaluation of current processes of a production line. These Situation leads to that in the production reality In case of errors in the production process often no or only late Corrective action can be taken.
Derzeit verfügbare Systeme zur Qualitätssteuerung sind, wie oben dargestellt, Einzelsysteme oder Insellösungen, die Prozessdaten verarbeiten oder Prüfdaten betrachten und sammeln. Gesammelte Informationen sind jedoch im Problemfall vom Anwender manuell abzurufen, zu beurteilen und abzugleichen. Das ist wirtschaftlich nicht darstellbar, da mit derzeit verfügbaren Systemen zur Qualitätssteuerung mehr Personal für die durchgängige Datenauswertung notwendig wäre als für den Produktionsprozess.Currently are available quality control systems, as shown above, individual systems or isolated solutions, Process the process data or view test data and collect. However, collected information is in the problem case Manually retrieve, assess and reconcile by the user. This is not economically feasible, as currently available Quality control systems more staff for the continuous data evaluation would be necessary as for the production process.
Hinzu kommt, dass Messgeräte unterschiedlicher Hersteller wegen mangelnder Kompatibilität der Übertragungsprotokolle nur sehr eingeschränkt direkt und zeitnah untereinander Informationen auszutauschen in der Lage sind. Auch dies behindert eine gesamtheitliche Betrachtung des Produktionsprozesses unter Qualitätsgesichtspunkten.in addition comes that gauges from different manufacturers because of lack of compatibility of the transmission protocols only very limited directly and promptly with each other To be able to exchange information. This also hinders one holistic consideration of the production process under quality aspects.
In
der Automobilindustrie als Leitindustrie wird in der Regel mit drei
Risikoklassen (nach der
Für derartige kritische Schraubverbindungen genügt nicht nur, dass alle N. i. O.-Verschraubungen entdeckt werden. Auch die Zykluskontrolle, also das Zählen der i. O.-Verschraubungen reicht nicht aus. Alle sicherheitskritischen Schraubfälle sind mit ihren Anziehwerten-Drehmoment und Winkel – zu dokumentieren. Neben der vollständigen Dokumentation der Anziehwerte erfolgt zur Prozesssicherung auch eine Rückmeldung an den das Schraubwerkzeug handhabenden Werker oder die Bearbeitungsstation. Dazu dienen Leuchtmittel am Schraubwerkzeug. Sie zeigen an, ob die Verschraubung innerhalb der Soll-Werte erfolgte (= i. O.) oder fehlerhaft ist (= n. i. O.). Die Steuerungen von Bearbeitungsstationen oder von Schraubwerkzeugen verfügen zur Prozessüberwachung über integrierte SPC-Software-Werkzeuge für statistische Auswertungen, Prozessdiagramme, Schraubkurven und Schraubfallanalysen. In einer weitergehenden Prozesssicherheitsstufe sind alle Schraubwerkzeuge an Handarbeitsplätzen und an automatischen Montagestationen eingebettet in den ständigen Datenaustausch mit einem übergeordneten Produktionsleit- und -steuersystem.For such critical screw is sufficient not only that all N. i. O. glands are discovered. Also, the cycle control, so counting the i. O. glands are not enough. All safety-critical bolting cases must be documented with their tightening torque and angle. In addition to complete documentation of the tightening values, feedback is also sent to the worker handling the screwdriving tool or the processing station for process assurance. These serve bulbs on the screwdriver. They indicate whether the screw connection was made within the setpoint values (= i.O.) or is faulty (= ni O.). The control stations of machining stations or screwdriving tools have integrated SPC software tools for statistical monitoring, process diagrams, tightening curves and tightening analysis for process monitoring. In a further process safety level, all screwdriving tools are embedded in manual workstations and at automatic assembly stations in the constant exchange of data with a superior production control and management system.
Datenaustausch in Fertigungsanlagen über Netzwerke erlaubt es, einzelne Schraubfälle in einer Montagelinie zu erfassen. Dazu werden auch Schraubwerkzeuge mit eigenen Sensoren und IP-Adresse (Internet Protocol-Adresse) eingesetzt, die dann die Möglichkeit eines Datenabgleichs von Werk zu Werk bieten. Wenn sich zum Beispiel Fehlverschraubungen in einem Werk häufen, kann ermittelt werden, ob diese ausschließlich die Produktionslinie dieses Werkes betreffen oder auch die Parallelfertigung in anderen Werken. So können mögliche Ursachen, z. B. ein neu angeliefertes Schraubenlos oder problematische Schraubwerkzeugeinstellungen eingegrenzt werden.data exchange in manufacturing plants over networks it allows individual Capture bolting in an assembly line. To do this also screwdriving tools with own sensors and IP address (Internet Protocol address), then the possibility provide a data reconciliation from plant to plant. If, for example, Incorrect misplacing in a factory can be determined whether this is strictly the production line of this Work or parallel production in other plants. So possible causes, eg. B. a newly delivered Screwless or problematic tightening tool settings limited become.
So werden zum Beispiel in dem Produktionsleit- und Steuerungssystem PLUS von Daimler sog. Tensor-Schraubwerkzeuge von Atlas Copco Tools Central Europe GmbH in der Fahrzeugfertigung eingesetzt. Diese Schraubwerkzeuge an Handarbeitsplätzen und automatischen Montagestationen sind mit einem übergeordneten Steuer- und Leitsystem im Datenaustausch. Das Produktionsleit- und Steuerungssystem übermittelt hier der schraubfallspezifischen Solldaten an die Schraubwerkzeuge und erhält nach der Schraubvorgang die entsprechende Rückmeldung.So for example, in the production control system PLUS from Daimler so-called tensor screwdriving tools from Atlas Copco Tools Central Europe GmbH used in vehicle production. These screwing tools at manual workstations and automatic assembly stations are with a higher-level control and guidance system in the data exchange. The production control system is transmitted here the bolt-specific target data to the screwdrivers and receives after the screwing the appropriate feedback.
Zugrundeliegendes ProblemUnderlying problem
Auf dem Markt derzeit verfügbare Systeme zur Erfassung und Visualisierung der Prozessdaten bieten jedoch keine im Produktionsalltag einsetzbare Möglichkeit, alle relevanten Prozesse einer Produktionslinie so zeitgerecht und vollständig automatisiert zu betrachten, ggf. einzugreifen und einen Prozessverantwortlichen so zu informieren, dass Fehler oder Trendabweichungen noch während der Produktion mit wirtschaftlich vertretbarem Aufwand erkannt und abgestellt werden können.On systems currently available to the market for recording and However, visualization of the process data does not offer any in everyday production usable possibility, all relevant processes of a Production line so timely and fully automated too consider, possibly intervene and a process owner to inform so that mistakes or trend deviations still during Recognized and disposed of with economically justifiable effort can be.
Lösungsolution
Vorgeschlagen wird ein Kontroll- und Leitsystem für Fertigungs- und Qualitätssicherungsprozesse in Produktionslinien mit mehreren Bearbeitungsstationen und/oder Werkzeugen zum Ausführen jeweiliger Qualitätssicherungs- oder Fertigungsvorgänge. Die Bearbeitungsstationen, Werkzeuge oder Prüfmittel haben jeweils wenigstens einen Sensor zur Erfassung von Messwerten wenigstens einer Messgröße des Qualitätssicherungs- oder Fertigungsvorgangs an einem Produkt. Ein Sender/Empfänger dient zum Aussenden in dem Qualitätssicherungs- oder Fertigungsvorgang erfasster Messwerte unmittelbar nach deren Erfassen zumindest in Nahezu-Echtzeit über eine Kommunikationsstrecke an eine Auswertungsstation und zum Empfangen von Rückmeldungen von der Auswertungsstation. Die Auswertungsstation hat einen Datenprozessor und einen Datenspeicher. Der Auswertungsstation sind eine Dokumentations-Programmkomponente, um im Qualitätssicherungs- oder Fertigungsvorgang erfasste Messwerte wenigstens einer Messgröße strukturiert zu dokumentieren, eine Klassifizierungs- und Auswertungs-Programmkomponente, um unmittelbar nach dem Empfang der Messwerte über die Kommunikationsstrecke zumindest in Nahezu-Echtzeit diese in der Auswertungsstation zu klassifizieren und auszuwerten und um abhängig von deren Klassifizierung und Auswertung wenigstens eine Prozessbeeinflussungs- oder Prozessbenachrichtigungsmaßnahme abzuleiten, und ein Sender/Empfänger zugeordnet, um zumindest in Nahezu-Echtzeit über die Kommunikationsstrecke eine entsprechende Nachricht mit der jeweiligen abgeleiteten Prozessbeeinflussungs- oder Prozessbenachrichtigungsmaßnahme an die jeweilige Bearbeitungsstation oder das jeweilige Werkzeug und/oder eine Kontrollstation abzugeben.proposed becomes a control and guidance system for manufacturing and quality assurance processes in production lines with several processing stations and / or Tools for performing respective quality assurance or manufacturing operations. The processing stations, tools or Test equipment each have at least one sensor for detection of measured values of at least one measured quantity of the Quality assurance or manufacturing operation on a product. A sender / receiver is used for transmission in the quality assurance or manufacturing process of recorded measurements immediately after their Capture at least in near real time over a communication link to an evaluation station and to receive feedback from the evaluation station. The evaluation station has a data processor and a data store. The evaluation station is a documentation program component, covered by the quality assurance or manufacturing process Measured measured values of at least one measured variable to document, a classification and evaluation program component, immediately after receiving the measured values via the Communication link, at least in near-real time this in the Evaluation station to classify and evaluate and dependent on of their classification and evaluation at least one process influencing or process notification action, and infer Transmitter / receiver assigned to at least in near-real time via the communication line a corresponding message with the respective derived process control or process notification action to the respective processing station or the respective tool and / or deliver a control station.
Von dem Kontroll- und Leitsystem werden nach der automatischen Aufbereitung der Messdaten eine Vielzahl von Prozessinformationen wie z. B. Fehlerinformation oder Mitarbeiterführungen sowie Informationen zur Qualitätssteuerung zurück an das jeweilige Messdatenerfassungssystem aller Bearbeitungsstationen und/oder Werkzeuge der Produktionslinie gegeben.From The control and guidance system will be after automatic reprocessing the measurement data a variety of process information such. B. error information or staff tours and quality control information back to the respective measurement data acquisition system of all Processing stations and / or tools given the production line.
Je nach Visualisierungsmöglichkeit an den Bearbeitungsstationen und/oder Werkzeugen der Produktionslinie wirkt das Messdatenerfassungssystem dann als Mitarbeiterführungssystem.ever after visualization possibility at the processing stations and / or tools of the production line acts the measurement data acquisition system then as an employee management system.
Die Folge davon ist, dass die Messerfassungssysteme in Zukunft nur geringe Speicherkapazitäten und Rechnerkapazitäten benötigen. Auch entfallen Softwarepakete zur Messdatenaufbereitung, -visualisierung sowie zur Speicherung und statistischen Berechnung. Die Messdatenerfassungssysteme können dadurch günstiger hergestellt werden.The The consequence of this is that the measuring systems will only be small in the future Storage capacities and computer capacities need. Also accounts for software packages for measuring data preparation, visualization as well as for storage and statistical calculation. The measurement data acquisition systems can be made cheaper.
Ein solches System bietet überdies unter Anderem folgende Vorteile:
- – Gezieltere Betriebsmittelauswahl (Werkzeug, Messmittel) für die Produktionslinie;
- – Erhöhte Produkt-Qualität bei geringerem Mess-Aufwand;
- – Erhöhte Produkt-Ausbringungsrate durch weniger Nacharbeit;
- – Erhöhte Transparenz aller Fertigungsvorgänge; und
- – Steigerung der Produktivität, verringerte Produktionskosten.
- - More targeted equipment selection (tool, measuring equipment) for the production line;
- - Increased product quality with less measuring effort;
- - Increased product application rate through less reworking;
- - Increased transparency of all manufacturing processes; and
- - Increased productivity, reduced production costs.
Das System erlaubt die Vereinfachung der Qualitätssteuerung von Fertigungsprozessen. Die erfassten Messwerte werden online, d. h. in Echtzeit (weniger als etwa 10–100 Millisekunden) oder in Nahezu-Echtzeit (innerhalb etwa 0,1–10 Sekunden, in der Regel etwa 1 Sekunde) erfasst, verarbeitet und entsprechende Reaktionen eingeleitet. Durch diese kurze Reaktionszeit und basierend auf der vollständigen Betrachtung früher erfasster Messwerte sowie aktueller Messwerte kann in die Fertigung noch zu einem Zeitpunkt eingegriffen werden, zu der das fragliche Produkt noch in der Produktionslinie ist. Dies reduziert die Kosten. Das System kann automatische Bewertungen vornehmen und einzuleitende Maßnahmen online anordnen. Alle Maßnahmen/Aktionen können automatisch dokumentiert und in einem Meldesubsystem generiert werden.The system allows the simplification of the Quality control of manufacturing processes. The recorded readings are recorded online, ie in real time (less than about 10-100 milliseconds) or in near real time (within about 0.1-10 seconds, usually about 1 second), processed and initiated appropriate reactions. Due to this short response time and based on the complete consideration of previously acquired measured values as well as current measured values, production can still be intervened at a time when the product in question is still in the production line. This reduces the costs. The system can perform automatic assessments and arrange actions to be taken online. All measures / actions can be automatically documented and generated in a reporting subsystem.
Wesentliche Aspekte sind dabei die online Steuerung aller überwachten Prozesse der Produktionslinie, die Aufwandreduzierung bei den Qualitätsmaßnahmen, die unmittelbare Einleitung von Korrekturmaßnahmen, sowie kurzfristige Reaktionen bei auftretenden Trendabweichungen. Weiterhin ist es möglich, Prüffolgen zu dynamisieren, d. h. den Abstand zwischen zwei oder mehreren Prüfungsmaßnahmen bezogen auf fehlerbehaftete Prozesse in Abhängigkeit von den Messwerten aus der laufenden Fertigung zu verändern (zu verlängern wenn der Prozess beherrscht und im gewünschten Toleranzband stabil ist, oder zu verkürzen, z. B. wenn der Prozess aus dem gewünschten Toleranzband herauswandert). Die Folge davon sind auch die Reduzierung von Prüfungs-/Instandhaltungskosten durch aufwandsbezogene Reaktion. Schließlich kann das System zielgerichtet Informationen im Bereich Qualitätssteuerung und Instandhaltung sowie Produktqualität zur Verfügung stellen, was den Aufwand für die Auswertung gegenüber der manuellen Auswertung um ein Vielfaches reduziert.basics Aspects are the online control of all monitored Processes of the production line, the reduction of effort in quality measures, the immediate initiation of corrective actions, as well short-term reactions in the event of trend deviations. Farther is it possible to dynamise test sequences, i. H. the distance between two or more test measures related to faulty processes depending on to change the measured values from the current production (to extend when the process dominates and in the desired Tolerance band is stable, or shorten, z. For example the process moves out of the desired tolerance band). The consequence of this is also the reduction of inspection / maintenance costs by resource-related reaction. Finally, the system can targeted information in the field of quality control and maintenance as well as product quality put what the effort for the evaluation compared the manual evaluation reduced many times over.
Die Klassifizierungs- und Auswertungs-Programmkomponente dient dazu, die erfassten Messwerte der wenigstens einen Messgröße in Bezug zu benutzerdefinierten und für die jeweilige Bearbeitungsstationen oder Werkzeuge benutzerdefinierten spezifischen Regeln zu setzen.The Classification and evaluation program component serves to the detected measured values of the at least one measured variable in relation to custom and for the respective processing stations or tools to set custom specific rules.
Die benutzerdefinierten spezifischen Regeln sind aus einer vorgegebenen Klasse von Regeln auswählbar und veränderbar. Dazu können in jeder der Regeln ein oder mehrere Prozess-Parameter zu einem ersten Prozess-Einflussfaktor verknüpft sein. Weiterhin können in jeder der Regeln ein oder mehrere Prozess-Bewertungsfaktoren zu einem zweiten Prozess-Einflussfaktor verknüpft sein. Außerdem können in jeder der Regeln ein oder mehrere Wertebereiche festgelegt sein, in die ein oder mehrere der Messwerte nach ihrem Eintreffen in der Auswertungsstation einzuordnen sind. Schließlich können in jeder der Regeln eine oder mehrere Prozessbeeinflussungs- oder Prozessbenachrichtigungsmaßnahmen festgelegt sein, die in Abhängigkeit von jeweils erfassten Messwerten abzugeben sind.The Custom specific rules are from a given Class of rules selectable and changeable. For this purpose, one or more process parameters can be used in each of the rules be linked to a first process influencing factor. Farther In each of the rules, one or more process weighting factors can be used linked to a second process influencing factor. In addition, in each of the rules one or more Ranges of values in which one or more of the measured values are classified after their arrival in the evaluation station. Finally, in each of the rules one or more Process influencing or process notification measures be determined depending on each detected Be delivered.
Die Klassifizierungs- und Auswertungs-Programmkomponente verknüpft gemäß den spezifischen Regeln die erfassten Messgrößen mit den ersten und/oder zweiten Prozess-Einflussfaktoren, und ermittelt, in welchen der Wertebereiche ein oder mehrere erfasste Messwerte einzuordnen sind, um abhängig von der Wertebereichseinordnung oder eine Wertebereichsübertretung oder Wertebereichsgrenzenüberschreitung eine oder mehrere entsprechende Nachrichten mit jeweiligen abgeleiteten Prozessbeeinflussungs- oder Prozessbenachrichtigungsmaßnahmen an die jeweilige Bearbeitungsstation oder das jeweilige Werkzeug und/oder die Bearbeitungsstation abzugeben.The Classification and Evaluation Program component linked according to the specific rules, the measured quantities recorded with the first and / or second process influencing factors, and determines in which of the value ranges one or more recorded measured values order to be dependent on the range of values or a value range violation or range violation one or more related messages with each derived Process influencing or process notification measures to the respective processing station or the respective tool and / or deliver the processing station.
Die Prozess-Parameter können Konstanten umfassen, wie
- – Sollwerte etwa in Form von Drehmoment, Drehwinkel, Länge, oder Füllstand,
- – Toleranzen der Sollwerte,
- – Prüfparameter etwa in Form von Drehmoment, Drehwinkel, Länge, Füllstand,
- – Materialkonstanten etwa in Form von Reibwert, Härte, Dimensionen, E-Modul,
- – Prüf-Häufigkeit, und/oder
- – Werkzeugtyp in Form von Art, Ausführungtyp, oder dessen Funktionsweise.
- - nominal values in the form of torque, angle of rotation, length, or level,
- - tolerances of the nominal values,
- - test parameters in the form of torque, angle of rotation, length, level,
- - Material constants in the form of friction coefficient, hardness, dimensions, modulus of elasticity,
- - Testing frequency, and / or
- - Tool type in the form of type, design type, or its operation.
Die Prozess-Bewertungsfaktoren können Faktoren umfassen, wie
- – Risiko-Klassifizierung etwa in Form von Bedeutung der Fertigungsstelle,
- – Know-How-Daten, und/oder
- – Risiko-Potential in Form von Rest-Risiko.
- - risk classification, for example in the form of importance of the manufacturing site,
- - Know-how data, and / or
- - Risk potential in the form of residual risk.
Die Wertebereiche können Bereiche umfassen, wie Aktionsbereiche, in denen Messgrößen liegen können, wie einen In-Ordnung-Bereich, einen oder mehrere Meldungsbereiche, einen oder mehrere Warnbereiche, einen Über-In-Ordnung-Bereich, einen oder mehrere Dehnungs-, Zerstörungs-, und/oder Verformungsbereiche, einen Unter-In-Ordnung-Bereich, einen oder mehrere im Toleranzbereich oberhalb des Sollwerts liegende Bereiche, und/oder einen oder mehrere im Toleranzbereich unterhalb des Sollwerts liegende Bereiche.The Ranges of values may include areas such as action areas, in which can lie measured variables, such as an in-order area, one or more message areas, one or several warning areas, an over-in-order area, a or several areas of expansion, destruction, and / or deformation, a sub-in-order range, one or more in the tolerance range above the setpoint lying areas, and / or one or more in the tolerance range below the setpoint lying areas.
Die Prozessbenachrichtigungs- und/oder Prozessbeeinflussungsmaßnahmen können
- – eine oder mehrere Trendmeldungen, wonach der Fertigungsvorgang sich verändert aber noch in Ordnung ist;
- – eine oder mehrere Meldungen von sporadischen Ausreißern der Messwerte;
- – eine oder mehrere Meldungen zur Einzelkontrolle und/oder zur Nacharbeit am Produkt;
- – eine oder mehrere Meldungen zum Anpassen des Prüfintervall am Produkt oder an den Bearbeitungsstationen und/oder Werkzeugen;
- – Instandhaltung/Wartung/Austausch des Betriebsmittels veranlassen bevor n. i. O.-Produkte die Produktionslinie verlassen;
- – Umfassende Überprüfung der noch nicht verbauten Bauteile veranlassen;
- – Stopp der Produktionslinie;
- – Auslieferungsstopp der betroffenen Charge veranlassen;
- – Ein oder mehrere Ersatzteile für die Bearbeitungsstationen und/oder Werkzeuge oder das Produkt anliefern;
- One or more trend reports indicating that the manufacturing process is changing but still in order;
- - one or more messages of sporadic outliers of the measured values;
- - one or more messages for individual checking and / or reworking on the product;
- - one or more messages for adjusting the test interval on the product or on the processing stations and / or tools;
- - arrange for maintenance / replacement of the equipment before any products leave the production line;
- - arrange a comprehensive inspection of the components not yet installed;
- - stop the production line;
- - induce delivery stop of the affected batch;
- - supply one or more spare parts for the processing stations and / or tools or the product;
Die Prozessbeeinflussungs- oder Prozessbenachrichtigungsmaßnahmen können auch
- – eine Rückmeldung an die jeweilige Bearbeitungsstation oder das jeweilige Werkzeug;
- – eine elektronische Nachricht an eine Kontrollstation;
- – ein Abschaltsignal an die Produktionslinie; und/oder
- – Veränderungen der Regeln;
- - A feedback to the respective processing station or the respective tool;
- - an electronic message to a control station;
- A shutdown signal to the production line; and or
- - changes in the rules;
Die Kommunikationsstrecke zwischen Bearbeitungsstation oder dem Werkzeug und der Auswertungsstation kann eine drahtlose und/oder kabelgebundene Kommunikationsstrecke sein.The Communication link between processing station or the tool and the evaluation station may be wireless and / or wired Be communication line.
Schließlich kann der Auswertungsstation eine Visualisierungs-Programmkomponente zum automatischen Anzeigen im Montagevorgang erfasster Messgrößen zugeordnet ist, wobei solche Parameter im Bezug auf eine oder mehrere Montagestellen angezeigt werden, die durch die Klassifizierungs- und Auswertungs-Programmkomponente als ein Kriterium erfüllend erkannt werden.After all the evaluation station can use a visualization program component for automatic display of measured quantities recorded in the assembly process is associated with such parameters with respect to one or more Assembly points indicated by the classification and evaluating program component as a criterion be recognized.
Damit bietet das System auch die Möglichkeit, Prozesse online zu visualisieren und direkt eine Qualitätskontrolle für den Gesamtprozess zu ermöglichen, solange das Produkt noch nicht die Produktionslinie verlassen hat.In order to The system also offers the possibility of processes online to visualize and directly do a quality control for to allow the whole process as long as the product is still did not leave the production line.
Dieses System ersetzt einen großen Teil der bestehenden, auf SPC basierenden (Insel-)Systeme zur Qualitätsüberwachung durch ein Qualitätsregelsystem mit minimaler Totzeit.This System replaces a large part of the existing, on SPC based (island) quality monitoring systems through a quality control system with minimal dead time.
Alle in das System eingebundenen Bearbeitungsstationen und/oder Werkzeuge sind mit einem Messdatenerfassungssystem ausgerüstet und online über kabellose Übertragungssysteme (z. B. Bluetooth, IRDA oder WLAN) oder über eine direkte Kabelverbindung (z. B. Ethernet, Factory-Bus, Feldbus, oder ein sonstiges Netzwerk) erfolgen.All integrated into the system processing stations and / or tools are equipped with a data acquisition system and online via wireless transmission systems (eg. Bluetooth, IRDA or WLAN) or via a direct cable connection (eg Ethernet, factory bus, fieldbus, or other network) respectively.
Die Bearbeitungsstationen und/oder Werkzeuge mit den Messdatenerfassungsystemen sind zum Beispiel Schraub-, Klebe-, Niet- oder Clipsanlagen, oder auch Messgeräte zur Qualitätssicherung wie Drehmomentschlüssel, Schrauberprüfstationen, Druckmessgeräte, oder Geräte zur Messung anderer physikalischer oder elektrischer Größen. Da die Speicherung und Aufbereitung der erfassten Messwerte in der zentralen Auswertungsstation mit Datenprozessor und Datenspeicher erfolgt, können die Speicher-/Verarbeitungsressourcen auf der Seite der Messdatenerfassungsysteme der Bearbeitungsstationen und/oder Werkzeuge minimal sein. Außerdem können auch zukünftige Messdatenerfassungssysteme so gestaltet sein, dass sie keinerlei Verwaltung oder Aufbereitung von Messdaten lokal auf dem Messgerät vornehmen. Alle Messdaten werden sofort nach der Aufnahme der Messwerte (online) über einen oben beschriebenen Kommunikationsweg an das System abgegeben.The Processing stations and / or tools with the measurement data acquisition systems are for example screw, adhesive, rivet or clip systems, or also measuring instruments for quality assurance such as torque wrenches, Screwdriver test stations, pressure gauges, or Devices for measuring other physical or electrical Sizes. Since the storage and processing of recorded measured values in the central evaluation station with data processor and datastore, the memory / processing resources on the side of the measuring data acquisition systems of the processing stations and / or tools to be minimal. In addition, you can also designed future data acquisition systems be that they have no administration or processing of measurement data locally on the meter. All measurement data will be immediately after taking the measured values (online) via a delivered above described communication path to the system.
Lediglich bei einem möglichen offline Betrieb (wenn kurzzeitig keine Möglichkeit zur Onlineübertragung der Messwerte besteht) ist eine ausreichende Zwischenpufferung auf dem Messdatenerfassungssystem zu gewährleisten.Only during a possible offline operation (if for a short time no Possibility for online transmission of the measured values exists) is a sufficient intermediate buffering on the measured data acquisition system to ensure.
Die Kommunikation ist – zum Schließen des Regelkreises aller Fertigungs- und Qualitätssicherungsprozesse – stets bidirektional aufgebaut.The Communication is - to close the control loop all manufacturing and quality assurance processes - always constructed bidirectionally.
In den Abbildungen wird anhand eines Schraubprozesses sowie den zugehörigen qualitätssichernden Maßnahmen der Regelkreis des Leit- und Kontrollsystems für Fertigungs- und Qualitätssicherungsprozesse in Produktionslinien veranschaulicht. Selbstverständlich ist das Verfahren auch an anderen Prozessen in einer Produktionslinie verwendbar.In The illustrations are based on a screwing process and the associated quality assurance measures the control loop of the Control and monitoring system for production and quality assurance processes illustrated in production lines. Of course the process is also at other processes in a production line usable.
Kurzbeschreibung der ZeichnungenBrief description of the drawings
Detaillierte Beschreibung des SystemsDetailed description of the system
Die
Messwerte kommen aus unterschiedlichen Datenquellen/Datensenken:
Eine erste Datenquelle/Datensenke ist das oben erwähnte
Werkzeug, z. B. ein Elektroschrauber
In
dem Server der Auswertungsstation
Der
bereits erwähnte ein Sender/Empfänger
Eine
Kernbereich der Klassifizierungs- und Auswertungs-Programmkomponente
ist die Vorgabe der Regeln, wonach über die Kommunikationsstrecke
in der Auswertungsstation
Dazu
wird als erster – vorbereitende – Schritt (siehe
„WENN"IF
<Faktor A> <Operator 1><factor A> <Operator 1>
- <Faktor B> <Operator 2> ...<factor B> <Operator 2> ...
- <Faktor N> <Operator n><Factor N> <operator n>
- <Messwert m> <Operator m> <Wertebereich a> <Operator><Measured value m> <operator m> <value range a> <operator>
- <Messwert m + 1> <Operator m + 1> <Wertebereich a> <Operator> ...<Measured value m + 1> <Operator m + 1> <Range of values a> <Operator> ...
- <Messwert m + b><Measured value m + b>
- DANNTHEN
- <Prozessbeeinflussungsmaßnahme 1> <Operator 1><Process influencing measure 1> <Operator 1>
- <Prozessbenachrichtigungsmaßnahme 1> <Operator 2> ...<Process notification measure 1> <Operator 2> ...
- <Prozessbeeinflussungsmaßnahme U> <Operator U><Process influencing measure U> <Operator U>
- <Prozessbenachrichtigungsmaßnahme V>”<Process notification measure V> "
Struktur. Dabei sind die Faktoren A, B ... N Prozess-Parameter, die verknüpft werden. Die Messwerte m ... m + b sind dabei der aktuelle sowie die b zurückliegenden Messwerte. Die Betrachtung einer Anzahl zurückliegender Messwerte dient der Erfassung von Trends, denen der Prozess unterliegt.Structure. The factors A, B ... N are process parameters that are linked become. The measured values m ... m + b are the current and the b past measured values. The consideration of a number past measured values is used to record trends, which the process is subject to.
Es ist jedoch auch möglich, einen ersten und/oder einen zweiten Prozess-Einflussfaktor aus einem oder mehreren Prozess-Parametern bzw. aus einem oder mehreren Prozess-Bewertungsfaktoren durch deren jeweiliges Verknüpfen zu ermitteln.It However, it is also possible, a first and / or a second Process influencing factor from one or more process parameters or from one or more process weighting factors by their determine respective linking.
Diese ersten und/oder zweiten Prozess-Einflussfaktoren können dann zusammen mit einem oder mehreren, in Regeln festgelegten, Wertebereichen verknüpft werden. In diese Wertebereiche sind die Messwerte nach ihrem Eintreffen in der Auswertungsstation eingeordnet oder kategorisiert.These first and / or second process influencing factors then together with one or more value ranges defined in rules be linked. The measured values are in these value ranges arranged after their arrival in the evaluation station or categorized.
Dies
ist in
Es können in den Regeln auch Grenzen festgelegt sein, bei deren Erreichen, Überschreiten oder Unterschreiten in den Regeln festzulegende Aktionen/Meldungen erfolgen.It can be set in the rules also limits reaching, exceeding or falling below in the Rules / actions to be defined.
Während des Produktionsvorgangs verknüpft die Klassifizierungs- und Auswertungs-Programmkomponente gemäß den spezifischen Regeln die erfassten Messgrößen mit den ersten und/oder zweiten Prozess-Einflussfaktoren, und ermittelt, in welchen der Wertebereiche ein oder mehrere erfasste Messwerte einzuordnen sind, um abhängig von der Bereichseinordnung eine oder mehrere entsprechende Nachrichten mit jeweiligen abgeleiteten Prozessbeeinflussungs- oder Prozessbenachrichtigungsmaßnahmen an die jeweilige Bearbeitungsstation oder das jeweilige Werkzeug und/oder die Kontrollstation abzugeben.While of the production process links the classification and evaluation program component according to the specific Regulate the measured quantities with the first and / or second process influencing factors, and determines in which of the value ranges one or more recorded measured values are, depending on the area classification one or several corresponding messages with respective derived process influencing or process notification actions to the respective ones Processing station or the respective tool and / or the control station leave.
So werden durch den Nutzer Informations-, Warn- oder Aktionsgrenzen mit unterschiedlichen Benennungen und Bedeutungen als Regelgrundlagen festgelegt. Diese Grenzen sind für die Erzeugung von Aktionen oder Informationen immer mit einer hinterlegten Funktion verknüpft. Der Bediener entscheidet für jede Fertigungsstelle/Werkzeug/Anforderungen in seinem Betrieb, etc. wie viele Grenzbereiche zu setzen sind.So The user will have information, warning or action limits with different names and meanings as basic rules established. These limits are for the generation of actions or information always linked to a stored function. The operator decides for each production site / tool / requirements in his operation, etc. how many border areas are to be set.
Für
alle verwendeten Messgrößen wird der Gesamtwertebereich
in Teilbereiche aufgegliedert (siehe
In
den Regeln kann jeder Bereich mit einer Funktion verknüpft
werden. Wie in der
Durch die Regeldefinitionen sind die Abläufe frei zu konfigurieren. Jede Entscheidung kann nach Häufigkeiten oder zeitlichen Auftreten als Information oder Aktion gesetzt werden.By the rule definitions are the procedures to configure freely. Each decision can be made by frequency or temporal Occurrence be set as information or action.
Beispiele
hierfür sind:
WENN n Messwerte (n > = < a)
der letzten m Messwerte oberhalb der p. Aktionsgrenze (p = 1 ...
x) liegen, UND n Messwerte liegen unterhalb der oberen Toleranzgrenze,
DANN Meldung an Qualitätsver antwortlichen, dass der Prozess
sich außerhalb der zuvor festgelegten Toleranzen bewegt
UND Verkürzen des Prüfintervalls, UND Meldesignal
an Werkzeug.
WENN n Messwerte (n > = < a)
der letzten m Messwerte oberhalb der Toleranzgrenze liegen, ODER
n Messwerte unterhalb der oberen Analysegrenze liegen, DANN Alarm
an Qualitätsverantwortlichen, dass der Prozess sich außerhalb
der zuvor festgelegten Toleranzen bewegt UND Maschinenprüfung
anstoßen und Prozessuntersuchung durchführen,
UND Meldesignal an Werkzeug.
WENN ein Messwert über
der Analysegrenze liegt, DANN Prozess stoppen UND Alarm an Qualitätsverantwortlichen,
dass Schaden an Werkzeug oder Bauteil vorliegt, UND Maschinenprüfung
anstoßen UND Prozessuntersuchung durchführen.Examples for this are:
IF n measured values (n> = <a) of the last m measured values above the p. Action limit (p = 1 ... x), AND n measured values are below the upper tolerance limit, THEN message to the person responsible for quality, that the process is moving outside the previously defined tolerances AND shortening the check interval, AND signal to tool.
IF n readings (n> = <a) of the last m readings are above the tolerance limit, OR n readings below the upper analysis limit, THEN alarm to Quality Managers that the process is outside of the specified tolerances AND initiate machine testing and process analysis, AND signal to tool.
IF a reading is above the analysis limit, THEN stop the process AND alert quality managers that there is damage to the tool or component AND initiate a machine check AND conduct a process check.
Das System beruht darauf, die auflaufenden Messdaten aus Prozessanlagen und Messdatenerfassungssystemen bezogen auf eine definierte Quelle automatisch über einen Kommunikationsweg zu sammeln. Diese Messdaten werden nach der oben beschriebenen Logik sofort aufbereitet (berechnet). Hieraus wird automatisch eine definierte Aktionsanweisung generiert, die ggf. zu einem sofortigem Prozesseingriff führt.The System is based on the incoming measurement data from process plants and measurement data acquisition systems based on a defined source to automatically collect via a communication path. These Measurement data are processed immediately according to the logic described above (calculated). This automatically becomes a defined action statement generated, which possibly leads to an immediate process intervention.
Nach Wunsch des Anwenders kann auch nach einem vorher definierten Zeitintervall eine versetzte Berechnung gewählt werden.To Desire of the user can also after a previously defined time interval a staggered calculation can be selected.
Bei bestehenden Systemen zur Prozessauswertung oder zur Qualitätssicherung im Vergleich zur oben dargestellten Logik werden Messdaten übertragen und auf manuelle Anwahl des Anwenders hin visualisiert. Dieses hat zur Folge, dass korrigierende Maßnahmen nur zeitversetzt und zufällig möglich sind.at existing systems for process evaluation or quality assurance Compared to the logic above, measurement data is transferred and visualized upon manual selection of the user. This one has As a result, corrective action is delayed and happen to be possible.
Bei dem vorliegenden System entfallen nach der Einrichtung der Regeln alle zur Qualitätssteuerung notwendigen manuellen Programmbedienungen und Entscheidungen.at the present system will be canceled after the establishment of the rules All manual program controls necessary for quality control and decisions.
Im Regelsystem sind auch statistische Regeln (z. B. ist ein Wert außerhalb der Eingriffgrenze .... usw.) integriert. Das vorliegende System bietet ein die automatische Berechnung und Integration der statistischen Regeln und die daraus abgeleiteten automatischen Aktionsmeldungen.in the Rule system are also statistical rules (for example, is a value outside the intervention limit .... etc.) integrated. The present system offers the automatic calculation and integration of statistical Rules and the derived automatic action messages.
Das System erzeugt Aktionsmeldungen, die dann bedingungslos abgearbeitet werden, wenn es der Prozess erfordert. Alle Aktionen werden automatisch dokumentiert mit Quittierfunktion und Freigabesystem in einem Archivierungssystem nachvollziehbar festgehalten.The System generates action messages, which are then processed unconditionally if the process requires it. All actions will be automatic documented with acknowledgment function and release system in an archiving system traceable recorded.
Drei Risikoklassen werden unterschieden: sicherheits-, funktions- und kundenkritische Verbindungen. Eine andere Einteilung in Risikoklassen sind (Schraub-)verbindungen, die aus Gründen der Produkthaftung zu dokumentieren sind, und solchen, die nicht zu dokumentieren sind.Three Risk classes are distinguished: safety, functional and customer-critical connections. Another division into risk classes are (screw) connections, for reasons of product liability to be documented and those that are not documented.
Der
Regelprozess beginnt mit der Bestimmung des Risikopotentials einer
Schraubstelle, die den Regelprozess mit unterschiedlichen Prioritäten und
Aktionen belegt. Das Risikopotential der jeweiligen Schraubstelle
wird unter Zugrundelegung unterschiedlicher Faktoren bewertet. Einige
Faktoren, die dabei zu betrachten und zu verknüpfen sind,
können sein: Anwendung der
Im Zusammenwirken mit den anderen Regeln wird je nach Wichtigkeit der Montageoperation und des Risikopotentials eine Aktionsmeldung zum Prozesseingriff erstellt.in the Interaction with the other rules will depend on the importance of Assembly operation and the risk potential is an action message for process intervention created.
Die erfassten Messdaten werden sofort online übertragen und dann in die vorher festgelegten Bereiche klassifiziert. Aus dem jeweiligen Bereich wird in Verbindung mit dem Risikopotential eine vorher festgelegte Prozessregelaktion eingeleitet.The recorded measurement data are transmitted immediately online and then classified into the predetermined areas. From the respective area becomes in connection with the risk potential one previously defined process control action initiated.
Bei bestehenden SPC Systemen wird nicht eine Bewertung nach Bereichen durchgeführt wird. Vielmehr muss der Qualitätsverantwortliche eine Interpretation des Prozesses vornehmen und dann eine mögliche Prozessteuerung aus seiner Erfahrung sich erarbeiten, was eine langjährige Erfahrung und eine detaillierte Kenntnis des jeweiligen Prozesses bedeutet.at Existing SPC systems will not do an evaluation by areas is carried out. Rather, the quality manager must make an interpretation of the process and then a possible Process control from his experience work out what a longtime Experience and a detailed knowledge of the respective process means.
Das vorgestellte System liefert eine automatische Bewertung. Je nach Risikoklassifizierung erfolgt diese Bewertung nach einer Einzelwertbeurteilung oder einer Langzeitbetrachtung von Messwerten aus der Vergangenheit. Die Lage der Messwerte (Einzel- und Langzeitwerte) in Verbindung mit den Aktionsstufen führt dann zu Informations- oder Aktionsmeldungen. Dabei werden unter Anderem folgende Faktoren berücksichtigt: Messwerte, deren Lage der Messwerte in den jeweiligen Klassifizierungsbereichen, Mittelwert der bisherigen Messwerte, Anzahl der Messwerte, Streuung der Messwerte, Aktionsgrenzen, oder Aktionsbereiche, Aktionsfeldbedeutung, Risikoeinschätzung, etc.The presented system provides an automatic rating. Depending on Risk classification, this evaluation is carried out after a single value assessment or a long-term look at past readings. The position of the measured values (individual and long-term values) in connection with the action levels then leads to information or Action messages. The following factors are considered, among others: Measured values, their position of the measured values in the respective classification ranges, Mean value of previous measured values, number of measured values, scatter the measured values, action limits, or action areas, action field meaning, Risk assessment, etc.
Die Streuung des Prozesses wird über einen definierten Zeitraum automatisch berechnet. Die Streuung wird in Bezug zu den Aktionsbereichen oder -grenzen berechnet und in Verbindung mit dem Risikopotential wird eine Aktionsmeldung erzeugt. Die Aktionsmeldung wird dann abgesetzt. Dabei werden unter Anderem folgende Faktoren berücksichtigt: Messwerte, Streuung, Mittelwert, Aktions-Bereichsgrenzen, etc.The Scattering of the process will take place over a defined period of time automatically calculated. The dispersion is related to the action areas or limits are calculated and linked to the risk potential generates an action message. The action message is then canceled. Among other things, the following factors are taken into account: measured values, Scatter, mean, action range limits, etc.
Zur
Trendbegutachtung werden statistische Prozesskontroll-Regeln in
das Regelwerk des vorliegenden Systems integriert. Hierzu siehe
auch
Systematische Abweichungen unterliegen Gesetzmäßigkeiten. Aus dem Verlauf der Messpunkte auf im Gesamtwertebereich lässt sich auf diese Gesetzmäßigkeiten zurück schließen. So spricht man von einem „Trend”, wenn sieben Messpunkte eine wenigstens lineare Steigung in Richtung einer Grenze zeigen. Möglicherweise liegt ein stark zunehmender Werkzeugverschleiß vor, der bald eine Überschreitung einer Eingriffs- bzw. Warngrenze verursacht.Systematic deviations are subject to regularities. From the course of the measuring points in the total value range, these laws can be deduced. So speaks one of a "trend" when seven measurement points show an at least linear slope in the direction of a boundary. There may be a sharp increase in tool wear, which soon causes the limit to be exceeded.
Eine Gesetzmäßigkeit („Pattern”) ist ein nicht zufälliger Kurvenverlauf, z. B. das periodische „Schwingen” um die Mittelwertlinie. Es kann zum Beispiel durch Temperaturschwankungen hervorgerufen sein, die in der Fertigung größere oder kleinere Teile verursachen.A Law ("Pattern") is a non-random curve, z. B. the periodic "swinging" the mean line. It can be caused for example by temperature fluctuations which are larger in production or smaller parts.
Befinden sich 7 Messwerte ober- bzw. unterhalb der Mittelwertlinie, hat sich der Prozessmittelwert wahrscheinlich verschoben. Es wird von einem Lauf („Run”) gesprochen. Dieser Lauf kann zum Beispiel anzeigen, dass eine Werkzeugschneide einen Schaden erlitten hat und die Teile von nun an größer bzw. kleiner fertigt.Are located 7 readings above or below the mean value line, have become the process mean probably shifted. It is from a run ("Run") spoken. This run can be for example indicate that a cutting edge has suffered damage and the parts from now on made larger or smaller.
Die Eingriffsgrenzen sind also nicht die einzigen Anzeichen für potenzielle Probleme; die Anordnung der Messpunkte ist ebenfalls zu beachten. Liegen mehr als 90% der erfassten Messwerte im mittleren Drittel des Bereichs zwischen den Eingriffsgrenzen oder weniger als 40% der Punkte in diesem Drittel, ist ebenfalls davon auszugehen, dass ein systematischer (nicht zufälliger) Einfluss vorliegt.The Intervention limits are not the only signs of potential problems; the arrangement of the measuring points is also to be observed. Are more than 90% of the measured values recorded in the middle Third of the range between the intervention limits or less as 40% of the points in this third, is also expected that there is a systematic (not accidental) influence.
Diese
Gesetzmäßigkeiten fließen in die Festlegung
der Bereiche bzw. deren Grenzen ein. Außerdem dienen sie
zur Definition der Regeln. (
Mit den statistischen Trendregeln kann ein Verhalten (Trend) des Prozesses im Toleranzbereich erkannt und ggf. visualisiert werden. Dieser Trend wird automatisch berechnet und in Verbindung mit den Aktionsfeldern und Risikoklassen bewertet und es werden Aktionsmeldungen (Anweisungen zur Prozessregelung) ausgegeben. Dabei werden unter Anderem folgende Faktoren berücksichtigt: Messwerte, Steigung, statistische Kenndaten, statische Regeln, Streuung etc.With The statistical trend rules can be a behavior (trend) of the process detected in the tolerance range and possibly visualized. This Trend is calculated automatically and in conjunction with the action fields and risk classes are evaluated and there are action messages (instructions for process control). Among others, the following are Factors taken into account: measured values, slope, statistical Characteristics, static rules, dispersion etc.
Regel-Faktoren:Rule factors:
- Risikoklasse (A, B, oder C)Risk class (A, B, or C)
- Werkzeugtechnologie (Akkuschrauber, Elektroschrauber, Druckluftschrauber ...)Tool technology (cordless screwdriver, electric screwdriver, pneumatic screwdriver ...)
- Prozessprüfung (Weiterzugsmomentprüfung, etc.)Process testing (retracting torque check, etc.)
- Prozessabsicherung (ja, Nein)Process protection (yes, no)
Messwerte:Observations:
- 2 oder mehrere Messwerte über- oder unterschreiten eine Aktionsgrenze2 or more measured values exceed or fall below one action limit
Mögliche Ursache:Possible Cause:
- Überjustierte Maschine, unterschiedliche Materialchargen, beschädigte Maschine oder ProduktOver-adjusted machine, different material batches, damaged machine or product
Einzuleitende Maßnahmen:Measures to be taken:
- Produktionswerkzeug auswechseln, 100% aller produzierten Teile seit letzter Stichprobe überprüfenReplacing production tool, 100% of all produced Check parts since last sample
In Produktionsbetrieben sind heute meist fest vorgegebene Prüfrouten (zeitliche und inhaltliche Vorgabe für Prüfungen) vorhanden. Diese werden in der Regel nach einem statisch vorgegeben Zeitraster abgearbeitet.In Production plants today are usually fixed test routes (temporal and content specification for examinations) available. These are usually given statically Time frame completed.
Im Gegensatz dazu werden im vorliegenden System Prüfrouten automatisch berechnet und dynamisch generiert. So werden Aufwendungen für die Qualitätsüberwachung bei gesicherten Prozessen reduziert und bei ungesicherten Prozessen wesentlich erhöht.in the In contrast, in the present system, test routes automatically calculated and dynamically generated. So are expenses for quality control at secured Reduced processes and significantly increased in unsecured processes.
Das Regelwerk für eine dynamische Prüfroute wird unter den Bedingungen des Prozesses entschieden. Der Nutzer legt im Konfigurationsmenü fest, wann und unter welchen Regeln Prüfungen durchgeführt werden sollen.The Set of rules for a dynamic test route is under the conditions of the process decided. The user determines in the configuration menu, when and under what rules audits are carried out should be.
Läuft der Prozess innerhalb statistischer Regeln i. O. ab, dann wird der Prüfablauf so verändert, dass zwischen zwei Prüfungen ein längeres Zeitintervall verstreichen kann. Der Nutzer entscheidet dabei bei der Regelfestlegung im Konfigurationsmenü, welche Intervallverlängerung zulässig ist.Running the process within statistical rules i. O., then the Test procedure changed so that between two tests can pass a longer time interval. The user decides during the rule definition in the configuration menu, which interval extension is allowed.
Je länger der Prozess innerhalb der i. O.-Grenzen abläuft, desto länger werden die Zeitintervalle zwischen zwei Prüfungen eingestellt. Allerdings gibt es eine Eingabe für eine intervallgrenze, bei deren Erreichen eine Prüfung erfolgen muss und eine Meldung abgesetzt wird, die eine Prüfung des Prozesses anstößt.ever longer the process within the i. O. limits expires, the longer the time intervals between two exams set. However, there is an input for an interval limit, at which must be checked and a message which initiates an examination of the process.
Da davon ausgegangen werden kann, dass die meisten der eingesetzten Prozesse prozessfähig sind, sie also innerhalb einer festgelegten Wahrscheinlichkeit i. O. sind, wird durch die dynamischen Regeln eine wesentliche Reduzierung des Prüfumfanges eintreten und eine nennenswerte Einsparung im Prüfaufwand ohne Qualitätseinbußen erfolgen.There It can be assumed that most of the used Processes are process-capable, ie they are within a defined Probability i. O., is through the dynamic rules a substantial reduction in the scope of testing and a noteworthy saving in testing effort without sacrificing quality respectively.
Prozesse, die nicht auch statistisch i. O. sind, enthalten Fehler in ihrem Ablauf, die derzeit nur mit großem Aufwand und meistens erst nach längerer Zeit zufällig erkannt werden können. Diese nicht erkannten Risiken wirken sehr lange in einem Prozess und erzeugen sehr hohe Kosten. Diese unsicheren Prozesse belegt das vorliegende System durch den dynamischen Prüfplan mit verkürzten Zeitintervallen zwischen zwei Prüfungen und den angepassten Stichprobengrößen. Das heißt, der Prüfzyklus wird automatisch verkürzt. Im Konfigurationsmenü werden die Regeln für den Prüfablauf (und die Raten, nach denen sich das Prüfintervall verlängert/verkürzt) vorab fixiert.Processes that are not statistically i. O. are, contain errors in their course, which can currently be detected only with great effort and usually only after a long time by chance. These unrecognized risks work in a process for a very long time and generate very high costs. These uncertain processes are documented by the dynamic test plan with shortened time intervals between two tests and the adjusted sample sizes. That is, the test cycle is automatically shortened. In the configuration menu, the rules for the test procedure (and the rates after which the test interval is extended / shortened) are fixed in advance.
Als
Beispiele:
WENN 2 Werte über einer festzulegenden
oder automatisch erststellten Warngrenze innerhalb von einer Woche
liegen, DANN wird eine Prüfung des Prozesses angestoßen.
WENN
5 Werte innerhalb einer Woche außerhalb der Warngrenze
liegen, DANN wird der Prüfzyklus um 50% verkürzt.
Das heißt es werden eine Verdopplung der Prüfung
vorgenommen.
WENN 2 Werte über oder unter einer Eingriffsgrenze (Aktionsgrenze)
innerhalb von einer Woche liegen, DANN wird sofort eine Verdopplung
der Prüfungen eingeleitet UND durch ein integriertes Expertensystem
Maßnahmen vorgeschlagen, die zu einer Aktion auffordern,
die den Prozess wieder in Kontrolle bringen soll.As examples:
IF 2 values are above a specified or automatically established warning limit within one week THEN a check of the process is initiated.
IF 5 values within one week are outside the warning limit, THEN the test cycle will be shortened by 50%. This means that a duplication of the test is made.
IF 2 values are above or below an intervention limit (action limit) within one week THEN a duplication of checks is immediately initiated AND measures are suggested by an integrated expert system, which call for an action to bring the process back into control.
Dieses Expertensystem besteht aus einer Vielzahl von Routinen, die vom Qualitätsverantwortlichen permanent durch detaillierte Eingaben erweitert werden können. Alle Abstellmaßnahmen der Qualitätsprobleme werden erfasst und automatisch dem Nutzer angeboten.This Expert system consists of a variety of routines, which are from the Quality managers permanently through detailed Inputs can be extended. All parking measures the quality issues are detected and automatically the user offered.
Auftretende Qualitätsveränderungen werden in dem vorliegenden System vollautomatisch erfasst und berechnet. Die Regelung erfolgt innerhalb einer sehr kurzen Zeitspanne und wirkt bereits frühzeitig im Entstehen einer Qualitätsabweichung entgegen. Dies führt dazu, dass die effektive Einsparung auch hier greift und der Gesamtumfang der Prozesskontrolle wesentlich reduziert wird.occurring Quality changes are in the present System fully automatically recorded and calculated. The regulation takes place within a very short period of time and works early in the emergence of a quality deviation. this leads to to the fact that the effective saving also applies here and the overall scope the process control is significantly reduced.
Da im System erstmals alle Prozesse abgebildet werden können ist eine aufwandsgerechte Bedarfsplanung über Prüfkapazitäten dynamisch möglich. Somit können Personalkapazitäten für die Zukunft unter Berücksichtigung des laufenden Prozesses geplant werden. Ausfallzeiten werden durch das System berücksichtigt. Auch die Prüfmittelkapazität (benötigte Prüfmittel) kann geplant werden.There All processes can be mapped in the system for the first time is an expense-oriented demand planning via inspection capacities dynamically possible. Thus, personnel capacities can for the future, taking into account the current Process be planned. Downtime is through the system considered. Also the test equipment capacity (needed Testing equipment) can be planned.
Das System gibt bei Erreichen der Warn-/Aktionsgrenzen durch die erfassten Messwerte spezifische Fehlercodes aus, die Maßnahmen zur Behebung des Problems z. B. Prüfaufwand bzw. Wartungsintervall (verringern/erhöhen), Reparatur oder Austausch des Werkzeugs einleiten, bedeuten. Fehlermeldungen können zusätzlich auch direkt an die Instandhaltungsinstanz und/oder den zuständigen Qualitätsverantwortlichen via SMS oder Email zur Kenntnisnahme/Bearbeitung weitergeleitet werden.The System gives on reaching the warning / action limits by the detected Measured out specific error codes that provide measures for Fixing the problem z. B. Testing effort or maintenance interval (reduce / increase), repair or replace the tool initiate mean. Error messages can additionally also directly to the maintenance instance and / or the responsible quality manager via SMS or email forwarded for information / processing become.
Durch die Qualitätsbeurteilung im laufenden Prozess soll es ermöglicht werden den Prüfaufwand bzw. das Wartungsintervall des Produktionswerkzeugs dynamisch anzupassen.By the quality assessment in the current process should make it possible become the inspection effort and the maintenance interval of the production tool dynamically adapt.
Wenn die Qualität auch statistisch i. O. ist, also sowohl die Trendentwicklung, als auch die Einzelwerte der erfassten Messwerte i. O. sind, wird das System den Prüfaufwand bzw. das Wartungsintervall automatisch verringern (aufwandsorientierte Wartung/Reparatur).If the quality also statistically i. O. is, so both the Trend development, as well as the individual values of the measured values i. O., the system automatically checks the inspection effort or the maintenance interval reduce (expense-oriented maintenance / repair).
Umgekehrt wird beim Erkennen von Qualitätsabweichungen (z. B. Werkzeugverschleiß) im Prozess der Prüfaufwand automatisch erhöht und eine Aktion zur Behebung des Problems eingeleitet.Vice versa is detected when detecting quality deviations (eg tool wear) automatically increased in the process of testing effort and initiated an action to correct the problem.
Das vorliegende System erzeugt Reparaturanforderungen mit Reparaturzeitvorgabe und exakter Bezeichnung z. B. der Schraubstelle, spezifischer Fehlermeldung, Trendbeschreibung sowie der Reparaturmaßnahme. wird eine zeitnahe und kostengünstige Fehlerbehebung durch die zuständigen Verantwortlichen jederzeit gewährleistet und sichergestellt. Dabei wird die Anforderung zur Reparatur oder zur Wartung durch das vorliegende System durch die Information aus dem Qualitätsstatus des Prozesses (Maschinen- und Prozessfähigkeit) der Auslegung des Werkzeuges (in Bezug zur Gesamtleistung) und der mechanische Belastung an das Werkzeug erstellt. Das Einleiten der nötigen Schritte zur Reparatur des Werkzeugs bzw. Austausch durch ein identisches Werkzeug erfolgt unbedingt, das heißt ohne dass hier weitere Aktionen, zum Beispiel durch Personal, erforderlich wäre. Dem Reparaturpersonal werden durch ein Expertensystem in vergleichbarer Weise wie bei den Prüfrouten Maßnahmen vorgegeben, die zur Abarbeitung des Reparaturauftragesdienen um das Werkzeug gezielt und mit dem vom System geplanten Reparaturauftrag zu reparieren. Dieses Expertensystem besteht aus den gleichen Routinen, wie bei den dynamischen Prüfrouten, die vom Reparaturpersonal permanent mit Eingaben erweitert werden können. Dadurch gibt es Reparaturinformationen an die mit der Reparatur beauftragten Mitarbeiter. Diese Information (Qualitätsergebnisse, Fehlermeldung usw.) wird online in den Reparaturbereich übertragen.The present system generates repair requests with repair timing and exact name z. B. the bolting, specific error message, Trend description as well as the repair measure. becomes one timely and cost-effective troubleshooting by the responsible Responsible and guaranteed at any time. there is the requirement for repair or maintenance by the present System through the information from the quality status of Process (machine and process capability) of the design of the Tool (in relation to overall performance) and the mechanical load created on the tool. Introducing the necessary steps to repair the tool or replace it with an identical one Tool is necessarily, that means without more here Actions, for example by personnel, would be required. The repair personnel are controlled by an expert system in a comparable manner as specified in the test routes, the measures for the execution of the repair job serve the tool targeted and to repair with the repair order scheduled by the system. This expert system consists of the same routines as in the dynamic test routes, permanent from the repair staff can be extended with inputs. There is repair information to the staff responsible for the repair. This information (Quality results, error message, etc.) will be online in transfer the repair area.
Durch die mögliche Automatisierung der Ersatzteilbestellung (Abrufe) im Fall eines Werkzeugdefektes kann die kostenintensive Ersatzteilhaltung (nicht benötigter) Ersatzteile vermieden werden.By the possible automation of ordering spare parts (orders) in the case of a tool defect, the costly spare parts inventory (not required) spare parts are avoided.
Eine kundenspezifische Dokumentation zur „Sicherstellung des Prozesses” mit Aufzeichnung der eingeleiteten Schritte von der Problementstehung bis zur erneuten Werkzeugfreigabe findet automatisch nach Abschluss des Reparaturvorgangs statt. Durch diesen Vorgang kann das zeitaufwendige und somit kostenintensive dokumentieren von Hand (eventuell auch fehlerbehaftet) „des Reparaturvorgangs” in Schicht – und Anlagenbücher entfallen. Des Weiteren kann eine Dokumentation „des gesamten Vorgangs” zur Archivierung im übergeordneten Leitsystem erfolgen.A customer-specific documentation for "ensuring the process" with recording of the initiated steps from the creation of the problem to the renewed tool release takes place automatically after the repair process has been completed. This process can be time consuming and thus costly documentation by hand (possibly also faulty) of the "repair process" in shift and asset books accounts. Furthermore, a documentation of "the entire process" for archiving in the higher-level control system can be made.
Das vorgestellte System nimmt also Einfluss auf den Produktionsprozess mittels Daten, die unmittelbar vor deren Bewertung/Bereichseinteilung erfasst wurden und gleich darauf wieder in den Produktionsprozess und dessen Qualität einfließen. Dies ist ein wesentlicher Unterschied im Verhältnis zu bisherigen Systemen, bei denen die erfassten Daten zum einen nicht vollständig sind und zum anderen bereits veraltet sind, wenn sie ausgewertet werden. In wie weit eine Einflussnahme auf den laufenden Produktionsprozess basierend auf den bereits „veralteten” Daten sinnvoll oder überhaupt möglich ist, hängt stark von den einzelnen Umständen ab.The The presented system therefore influences the production process using data immediately prior to their evaluation / division and then back into the production process and its quality. This is an essential one Difference in relation to previous systems in which the data collected are incomplete, and others are already out of date when they are evaluated. How much influence on the current production process? based on the already "outdated" data makes sense or even possible, depends heavily from the individual circumstances.
Heutige Fertigungssysteme liefern zwar Rückmeldungen an ein einzelnes Werkzeug/Bearbeitungssystem zurück. Dies mag im Einzelfall zu einem unmittelbaren Eingriff in den Produktionsbetrieb führen. Als Beispiel sei hier eine fehlende Schraube genannt, die von der Steuerung als fehlend erkannt wird und zu einem Sperren des Fertigungstaktes führt. Dabei können nur von dem Werkzeug/Bearbeitungssystem unmittelbar gelieferten Messgrößen berücksichtigt werden. In der Mehrzahl aller Fertigungsabläufe fehlen jedoch Messwerte gänzlich. Weitergehende Einflussgrößen (Bauteileinflüsse, z. B. Setzverhalten, Varianten der Bauteilchargen, nicht gemessene physikalische Größen z. B. Reibwerte, Defekte im Werkzeug/in der Messtechnik) finden keine Beachtung bei der Entscheidung. Im Gegensatz dazu erfasst und berücksichtigt das vorliegende System bei der Entscheidung für eine bestimmte Fertigungsstelle auch Messwerte/Messgrößen anderer Fertigungsstellen und betrachtet den momentanen Messwert im Kontext der Regeln, die weitergehende und umfassende Faktoren mit dem Messwert verknüpfen und Einfluss auf die Fertigung nehmen. Im Einzelfall führt dies dazu, dass ein erfasster Messwert in bekannten Systemen eine Produktionslinie nicht anhält. Mit dem vorliegenden System führt jedoch durch die Verknüpfung der Messwerte mit den Faktoren in den Regeln ein Messwert zur Behebung eines Fehlers in der Fertigung sowie zur Vermeidung von Fehlern in der Zukunft.today Although manufacturing systems provide feedback to a single Tool / machining system back. This may be the case lead to an immediate intervention in the production plant. As an example, here is a missing screw called by the Control is detected as missing and leads to a blocking of the production cycle. It can only directly from the tool / processing system taken into account become. The majority of all production processes are missing however, readings entirely. Further influencing factors (Component influences, eg setting behavior, variants of component batches, unmeasured physical quantities z. B. friction coefficients, defects in the tool / in the metrology) are not considered in the decision. In contrast, the present captures and considers System when deciding on a specific manufacturing site also measured values / measured variables of other production sites and considers the instantaneous metric in the context of the rules that link further and comprehensive factors with the measured value and influence production. In individual cases leads This means that a detected measured value in known systems a Production line does not stop. With the present system leads however by the connection of the measured values with the factors in the rules, a metric to correct an error in manufacturing and to avoid mistakes in the future.
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
R012 | Request for examination validly filed | ||
R002 | Refusal decision in examination/registration proceedings | ||
R003 | Refusal decision now final |